(57)【要約】【課題】２本の管材の端部同士を全周にわたり突合せた状態に容易に位置決めする。【解決手段】管材芯出し装置１は、内周面を管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１の外周面に対向させて管材の外周に配置されるケーシング１０Ａ、１０Ｂと、外周面を管材の端部の内周面に当接させて管材の内周に配置される内周側ローラ３０と、ケーシングの内周面と管材の外周面との間に圧接力を作用させることで管材の端部を塑性変形させる押圧手段４０と、管材と内周側ローラとを軸線回りに相対的に回転させる回転手段５０とを備え、ケーシングとして第一のケーシングおよび第二のケーシングを有し、両ケーシングは、それぞれの内周面における軸線に直交する断面形状が同一に形成され、第一のケーシングの軸線方向に見たときに、第一のケーシングの内周面と第二のケーシングの内周面とが重なるように両ケーシングを位置決めする位置決め手段６０を備える。【選択図】図１
2013240823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の管材の端部をそれぞれ矯正し、一対の前記管材の端部を突合せる管材芯出し装置であって、
円形に形成された自身の内周面を前記管材の端部の外周面に対向させて前記管材の外周に配置されるリング状のケーシングと、
自身の外周面を前記管材の端部の内周面に当接させて前記管材の内周に配置される内周側ローラと、
前記ケーシングの内周面と前記管材の外周面との間に圧接力を作用させることで、前記ケーシングの内周面を矯正型面として前記管材の前記端部を塑性変形させる押圧手段と、
前記管材と前記内周側ローラとを前記管材の軸線回りに相対的に回転させる回転手段と、
を備え、
前記ケーシングとして第一のケーシングおよび第二のケーシングを有し、
前記第一のケーシングおよび前記第二のケーシングは、それぞれの内周面における軸線に直交する断面形状が同一に形成され、
前記第一のケーシングの軸線方向に見たときに、前記第一のケーシングの内周面と前記第二のケーシングの内周面とが重なるように前記第一のケーシングと前記第二のケーシングとを位置決めする位置決め手段をさらに備えることを特徴とする管材芯出し装置。
【請求項２】
前記第一のケーシングは、前記第一のケーシングの周方向に複数に分割および結合可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の管材芯出し装置。
【請求項３】
前記第一のケーシングが前記周方向に複数の分割ピースに分割され、
隣接する前記分割ピースの前記周方向の端部に設けた重なり片に位置決めピンを貫通させることにより、隣接する前記分割ピースが相互に連結されて前記第一のケーシングが構成され、
前記位置決めピンを外した状態にすることで、前記分割ピースを前記周方向に所定範囲だけスライド自在に支持するスライド機構が、隣接する前記分割ピースの前記重なり片間に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の管材芯出し装置。
【請求項４】
前記位置決め手段は、
前記第二のケーシングに形成され第二のケーシングの軸線方向に延びる軸状部材と、
前記第一のケーシングに形成され前記軸状部材に係合する凹部と、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の管材芯出し装置。
【請求項５】
前記軸状部材は前記第二のケーシングに着脱可能であることを特徴とする請求項４に記載の管材芯出し装置。
【請求項６】
前記位置決め手段は、
前記第一のケーシングの外周面に周方向に形成された第一の係合部と、
前記第二のケーシングの外周面に前記周方向に形成された第二の係合部と、
前記第一の係合部および前記第二の係合部にそれぞれ係合して、前記第一のケーシングに対する前記第二のケーシングの前記軸線方向の移動を規制するとともに、前記周方向に分割および結合可能な第一の位置決め部および第二の位置決め部と、
を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の管材芯出し装置。
【請求項７】
前記第一のケーシングおよび前記第二のケーシングには、前記第一のケーシングおよび前記第二のケーシングを前記周方向に位置決めするための指標がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項６に記載の管材芯出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２本の管材の端部を矯正したうえで芯出しする管材芯出し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイプラインや杭用に用いられる管材は、その長さを長くするために、２本の管材の端部を芯出した状態で溶接することが行われている。この管材の芯出しのために用いられる管材芯出し装置の一例として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
この管材芯出し装置は、管材の端部の形状を矯正する一対のクランプ体（ケーシング）を有している。クランプ体は、円環状に形成されたクランプ治具であり、一体に形成されているか、複数の円弧状のリング部材が連結されて構成されているものである。一方のクランプ体には、６つの係止部材が周方向に等間隔に設けられている。他方のクランプ体には、係止部材に係止される引寄せシリンダが６つ設けられている。
【０００４】
それぞれの管材の端部にクランプ体を外面側から装着することで、端部が真円形状などに矯正される。一方のクランプ体に設けられた係止部材に他方のクランプ体に設けられた引寄せシリンダを係止させ、引寄せシリンダにより両クランプ体を相互に近づくように引寄せる。すると、管材の端部同士が引寄せられて当接し、当接した両端部により、開先が形成される。
形成された開先に対して電子ビーム溶接などの高エネルギ密度溶接などを行うことで、両管材の端部に継手を形成し、複数の管材を接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３７８８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された管材芯出し装置では、管材の端部を真円筒に矯正するときにクランプ体を用いている。２本の管材の端部における周方向の長さ（以下、「周長」と略称する。）が互いに等しい場合には、クランプ体を用いても比較的容易に２本の管材の端部の形状を同一に矯正することができる。
しかしながら、前述の端部における周長が互いに異なる場合には、クランプ体により管材の端部の形状を矯正するには大きな保持力を要することになり、作業に多大な労力を必要とする。管材の周長が互いに異なる場合には、突合わせたときに目違いが生じてしまう。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、２本の管材の端部における周長が互いに異なる場合であっても、両管材の端部同士を全周にわたり突合せた状態に容易に位置決めすることができる管材芯出し装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の管材芯出し装置は、一対の管材の端部をそれぞれ矯正し、一対の前記管材の端部を突合せる管材芯出し装置であって、円形に形成された自身の内周面を前記管材の端部の外周面に対向させて前記管材の外周に配置されるリング状のケーシングと、自身の外周面を前記管材の端部の内周面に当接させて前記管材の内周に配置される内周側ローラと、前記ケーシングの内周面と前記管材の外周面との間に圧接力を作用させることで、前記ケーシングの内周面を矯正型面として前記管材の前記端部を塑性変形させる押圧手段と、前記管材と前記内周側ローラとを前記管材の軸線回りに相対的に回転させる回転手段と、を備え、前記ケーシングとして第一のケーシングおよび第二のケーシングを有し、前記第一のケーシングおよび前記第二のケーシングは、それぞれの内周面における軸線に直交する断面形状が同一に形成され、前記第一のケーシングの軸線方向に見たときに、前記第一のケーシングの内周面と前記第二のケーシングの内周面とが重なるように前記第一のケーシングと前記第二のケーシングとを位置決めする位置決め手段をさらに備えることを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、管材の端部の外周面側を第一のケーシングの内周面で支持しながら、管材の端部の内周面に当接させた内周側ローラと第一のケーシングとを相対的に近づけつつ、管材と内周側ローラとを管材の軸線回りに相対的に回転させる。これにより、第一のケーシングの内周面を矯正型面として管材の端部を塑性変形させ、管材の端部の外周面を第一のケーシングの内周面の形状に変形させる。同様に、管材の端部の外周面側を第二のケーシングの内周面で支持しながら、管材の端部の内周面に当接させた内周側ローラと第二のケーシングとを相対的に近づけつつ、管材と内周側ローラとを管材の軸線回りに相対的に回転させる。これにより、第二のケーシングの内周面を矯正型面として管材の端部を塑性変形させ、管材の外周面を第二のケーシングの内周面の形状に変形させる。
【００１０】
また、上記の管材芯出し装置において、前記第一のケーシングは、前記第一のケーシングの周方向に複数に分割および結合可能とされていることがより好ましい。
また、上記の管材芯出し装置において、前記第一のケーシングが周方向に複数の分割ピースに分割され、隣接する前記分割ピースの周方向の端部に設けた重なり片に位置決めピンを貫通させることにより、隣接する前記分割ピースが相互に連結されて前記第一のケーシングが構成され、前記位置決めピンを外した状態にすることで、前記分割ピースを周方向に所定範囲だけスライド自在に支持するスライド機構が、隣接する前記分割ピースの前記重なり片間に設けられていることがより好ましい。
この場合、スライド機構により周方向に隣り合う分割ピース間の距離を調節することで、周方向に隣り合う分割ピースを接続しつつ第一のケーシングの内径が大きくなる。
【００１１】
また、上記の管材芯出し装置において、前記位置決め手段は、前記第二のケーシングに形成され第二のケーシングの軸線方向に延びる軸状部材と、前記第一のケーシングに形成され前記軸状部材に係合する凹部と、を有することがより好ましい。
また、上記の管材芯出し装置において、前記軸状部材は前記第二のケーシングに着脱可能であることがより好ましい。
【００１２】
また、上記の管材芯出し装置において、前記位置決め手段は、前記第一のケーシングの外周面に周方向に形成された第一の係合部と、前記第二のケーシングの外周面に前記周方向に形成された第二の係合部と、前記第一の係合部および前記第二の係合部にそれぞれ係合して、前記第一のケーシングに対する前記第二のケーシングの前記軸線方向の移動を規制するとともに、前記周方向に分割および結合可能な第一の位置決め部および第二の位置決め部と、を有することがより好ましい。
また、上記の管材芯出し装置において、前記第一のケーシングおよび前記第二のケーシングには、前記第一のケーシングおよび前記第二のケーシングを周方向に位置決めするための指標がそれぞれ設けられていることがより好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明において、請求項１に記載の管材芯出し装置によれば、いずれの管材に生じる塑性変形も、ある一時点においては管材の端部における周方向の一部に局部的に生じるものが、周方向に連続的に連なることで形成されるものである。第一、第二のケーシングによらず、管材は以下のように変形する。すなわち、圧延と同様のメカニズムにより、内周側ローラおよびケーシングと管材との線接触領域での管材の板厚方向の圧縮変形が、体積一定則により管材の周方向への伸び変形に転換される。周方向への伸び変形は、その変形方向上にある、ケーシングの内周面により形状の拘束を受け、ケーシングの内周面の形状に倣って、管材の形状変形が進行する。
管材の局部的な塑性変形は、その一時点においては管材の端部における周方向の一部のみを変形させることで形成されるため、管材の端部を比較的小さい力で容易に塑性変形させることができる。
そして、軸線に直交する断面形状が第一のケーシングの内周面と第二のケーシングの内周面とでは同一形状であるため、２本の管材の端部における周長が互いに異なるなど両管材の端部がもともと互いに異なる形状であっても、管材の端部は互いに同一形状に矯正される。したがって、位置決め手段により第一のケーシングと第二のケーシングとを位置決めすることで、矯正した両管材の端部を全周にわたり突合せた状態に容易に位置決めすることができる。
【００１４】
請求項２に記載の管材芯出し装置によれば、管材の端部に第一のケーシングを容易に着脱することができる。
請求項３に記載の管材芯出し装置によれば、管材の端部に第一のケーシングをさらに容易に着脱することができる。
請求項４に記載の管材芯出し装置によれば、軸状部材および凹部という簡単な構成で、両ケーシングを周方向や径方向に位置決めすることができる。
【００１５】
請求項５に記載の管材芯出し装置によれば、第二のケーシングを用いて管材の端部を矯正するときに、軸状部材が支障となるのを防止することができる。
請求項６に記載の管材芯出し装置によれば、第一の位置決め部および第二の位置決め部はそれぞれ一体に形成されるため、第一の位置決め部および第二の位置決め部の軸線方向の強度を高めることができる。
請求項７に記載の管材芯出し装置によれば、第一のケーシングおよび第二のケーシングを周方向に容易に位置決めすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の管材芯出し装置の一部を破断した側面図である。
【図２】図１中の切断線Ａ１−Ａ１の断面図である。
【図３】同管材芯出し装置の第一のケーシングを組み立てた状態の斜視図である。
【図４】同第一のケーシングの分割ピースのスライド機構の要部斜視図である。
【図５】同第一のケーシングの隣接する分割ピースをばらした状態を示す要部斜視図である。
【図６】同管材芯出し装置を用いた芯出し方法を示すフローチャートである。
【図７】同管材芯出し装置で矯正される管材の例（Ａ）、（Ｂ）を示す斜視図である。
【図８】同芯出し方法において第一の管材に第一のケーシングを取り付けた状態を説明する断面図である。
【図９】同芯出し方法において第一のケーシングおよび第二のケーシングを位置決めした状態を説明する断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の管材芯出し装置における要部を一部破断した側面図である。
【図１１】同管材芯出し装置の第一のケーシングの斜視図である。
【図１２】図１０中の切断線Ａ２−Ａ２の断面図において一部を分解した図である。
【図１３】本発明の実施形態の変形例における管材芯出し装置の正面断面図である。
【図１４】本発明の実施形態の変形例における管材芯出し装置の側面断面図である。
【図１５】本発明の実施形態の変形例における管材芯出し装置の正面断面図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の管材芯出し装置の側面断面図である。
【図１７】図１６中の切断線Ａ３−Ａ３の断面図である。
【図１８】本発明の第３実施形態の変形例における管材芯出し装置の側面断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態の管材芯出し装置の原理構成を示す正面図である。
【図２０】同管材芯出し装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る管材芯出し装置の第１実施形態を、図１から図９を参照しながら説明する。本管材芯出し装置は、２本の管材の端部をそれぞれ矯正するとともに、矯正した管材の端部を突合せる装置である。
図１および図２に示すように、本実施形態の管材芯出し装置１は、リング状に形成された第一のケーシング１０Ａおよび第二のケーシング１０Ｂと、管材Ｔ１０、Ｔ２０の内周側に配置される内周側ローラ３０と、内周側ローラ３０をケーシング１０Ａ、１０Ｂに押し付けるための油圧ジャッキ（押圧手段）４０と、ケーシング１０Ａ、１０Ｂを回転させるための回転手段５０と、ケーシング１０Ａ、１０Ｂを互いに位置決めするための位置決め手段６０とを備えている。
なお、内周側ローラ３０、油圧ジャッキ４０、回転手段５０、および位置決め手段６０で装置本体２を構成する。
【００１８】
本実施形態では、第一のケーシング１０Ａおよび第二のケーシング１０Ｂの構成は同一であるため、第一のケーシング１０Ａの構成については数字に英字「Ａ」を付加し、第二のケーシング１０Ｂの構成については同一の数字に英字「Ｂ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。
以下では、第一のケーシング１０Ａの構成について説明する。
【００１９】
第一のケーシング１０Ａは、第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の真円度を矯正するために用いられる。なお、真円度とは、本明細書では、管材のある断面における最大外径と最小外径との差のことを意味する。そして、真円度を矯正するとは、管材を真円度がゼロに近づくように矯正することを意味する。真円度がゼロに近いほど、管材の断面形状は真円に近くなる。
この例では、第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａは、第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１に直交する断面形状が真円形に形成されている。第一のケーシング１０Ａは、鉄鋼などの金属で形成されている。なお、第一のケーシング１０Ａの剛性は、第一の管材Ｔ１０の剛性より充分高いことが好ましい。
【００２０】
第一のケーシング１０Ａは、図３から図５に示すように、第一のケーシング１０Ａの周方向Ｄに３つの同形状の分割ピース１１Ａに分割されている。なお、以下では、ケーシング１０Ａ、１０Ｂの周方向を単に「周方向Ｄ」、ケーシング１０Ａ、１０Ｂの径方向を単に「径方向」とそれぞれ称する。
分割ピース１１Ａの周方向Ｄの両端部には、両端において第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１方向の反対側となる軸方向の矩形状の切欠１２Ａを入れることで、両端で軸線Ｃ１方向に反対側となる重なり片１３Ａが設けられている。そして、隣接する分割ピース１１Ａの重なり片１３Ａを重ね合わせることにより、一定径を有するリング状の第一のケーシング１０Ａが構成されるようになっている。
【００２１】
重なり片１３Ａには、位置決めピン２１Ａを貫通させるための位置決め孔１５Ａと、調整ピン２２Ａを挿入するための周方向Ｄに長い長孔１６Ａが設けられている。調整ピン２２Ａを長孔１６Ａに挿入した状態で位置決めピン２１Ａを位置決め孔１５Ａから外した状態にすることにより、分割ピース１１Ａを輪状に連結した状態で、長孔１６Ａと調整ピン２２Ａで規定される所定範囲だけ、隣接する分割ピース１１Ａを周方向Ｄにスライド自在に保持しておくことができる。
この場合、長孔１６Ａと調整ピン２２Ａとにより、スライド機構２４Ａを構成する。なお、この例では、位置決めピン２１Ａや調整ピン２２Ａにはボルトを用いており、ボルトの先端にナット２３Ａを螺合することにより、位置決めピン２１Ａや調整ピン２２Ａの抜け止めに用いたり、締結したりすることができる。
すなわち、３つの分割ピース１１Ａを全体としてリング状になるように位置合わせした後で、隣節する分割ピース１１Ａの重なり片１３Ａに設けられた位置決め孔１５Ａに位置決めピン２１Ａをそれぞれ貫通させ、この位置決めピン２１Ａにナット２３Ａを螺合することで、隣接する分割ピース１１Ａが相互に連結されて第一のケーシング１０Ａが構成される。
第一のケーシング１０Ａは、内周面１９Ａを第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の外周面に対向させて第一の管材Ｔ１０の外周に配置される（図１および図２参照。）。
【００２２】
それぞれの分割ピース１１Ａの一方の面には、軸線Ｃ１方向に延びる第一の凹部（凹部）１７Ａが形成されている。第一の凹部１７Ａには、図１に示す連結棒（軸状部材）２６が着脱可能となっている。より詳しく説明すると、第一の凹部１７Ａに連結棒２６を挿通したときに第一の凹部１７Ａと連結棒２６との間に一定の摩擦力が生じるように構成されていて、第一の凹部１７Ａに連結棒２６を係合させることができるとともに、連結棒２６をこの摩擦力以上の力で引くことで、第一の凹部１７Ａから連結棒２６を取り外すことができる。この例では、ケーシング１０Ａ、１０Ｂを３本の連結棒２６で接続している。
第一の凹部１７Ａ、連結棒２６、および、第二のケーシング１０Ｂの第二の凹部１７Ｂで、前述の位置決め手段６０を構成する。位置決め手段６０により、軸線Ｃ１方向に見たときに、第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａと第二のケーシング１０Ｂの内周面１９Ｂとはともに円形状となるが、この両円形状が互いに重なるように位置決めされる。
【００２３】
第二のケーシング１０Ｂは、図１に示す第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１の真円度を矯正するために用いられるものである。
第二のケーシング１０Ｂは、内周面１９Ｂにおける自身の軸線Ｃ２に直交する断面形状が、第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａにおける軸線Ｃ１に直交する断面形状と同一の真円形に形成されている。第二のケーシング１０Ｂは、内周面１９Ｂを第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１の外周面に対向させて第二の管材Ｔ２０の外周に配置される。第二のケーシング１０Ｂおよび第二の管材Ｔ２０は、第一のケーシング１０Ａおよび第一の管材Ｔ１０に代えて装置本体２に取り付けられる。
第一のケーシング１０Ａおよび第一の管材Ｔ１０を装置本体２に取り付ける時には、第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１および第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３およびは水平面に平行となるように設定される。同様に、第二のケーシング１０Ｂおよび第二の管材Ｔ２０を装置本体２に取り付ける時には、第二のケーシング１０Ｂの軸線Ｃ２および第二の管材Ｔ２０の軸線Ｃ４およびは水平面に平行となるように設定される。
【００２４】
管材芯出し装置１は、図１および図２に示すように、板状に形成された機台７１を備えている。機台７１は、水平面Ｇ上に配置される。機台７１の上面には支持台７２が固定されていて、支持台７２の天板７３の下面には前述の油圧ジャッキ４０が取り付けられている。油圧ジャッキ４０は、本体４１とピストン４２とを有していて、本体４１は油圧によりピストン４２を、第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３に対して直交する方向となる上下方向Ｚに移動させることができる。油圧ジャッキ４０は、内周側ローラ３０を第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａに近づけることで、内周側ローラ３０と第一のケーシング１０Ａとの間に挟まれた第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の内周面に内周側ローラ３０を押し付け、端部Ｔ１１を塑性変形させることができるように出力が設定されている。
同様に、内周側ローラ３０は、第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１を塑性変形させることができる。
【００２５】
本実施形態では、内周側ローラ３０は略円柱状に形成されている。内周側ローラ３０は、自身の中心軸線Ｃ６回りに回転可能となるようにピストン４２の先端に取り付けられている。内周側ローラ３０は、中心軸線Ｃ６が第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３と平行になるとともに、外周面が第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の内周面に当接するように第一の管材Ｔ１０の内周に配置される。内周側ローラ３０の外径は、第一の管材Ｔ１０および第二の管材Ｔ２０の内径より小さくなるように設定されている。内周側ローラ３０は、たとえば、鉄鋼などの表面に保護層を設けることで構成されている。
【００２６】
回転手段５０は、外周面が第一のケーシング１０Ａの外周面に当接する外周側ローラ５１と、外周側ローラ５１をその中心軸線Ｃ７回りに回転させるローラ駆動モータ５２と、第一のケーシング１０Ａが軸線Ｃ１回りに回転するように案内する一対のガイドローラ５３とを有している。
図１に示すように、外周側ローラ５１は、その中心軸線Ｃ７が第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１と平行になるように配置され、機台７１の上面に固定された回転台７４によって中心軸線Ｃ７回りに回転可能に支持されている。外周側ローラ５１は、図２に示すように、第一のケーシング１０Ａのうち内周側ローラ３０に隣接する部分の径方向外側に配置されている。
【００２７】
本実施形態では、内周側ローラ３０の鉛直下方に外周側ローラ５１が配置され、外周側ローラ５１と内周側ローラ３０との間に第一のケーシング１０Ａと第一の管材Ｔ１０が挟まれている。また、図１に示すように、ローラ駆動モータ５２は機台７１の上面に取り付けられている。
このように、回転手段５０は、第一の管材Ｔ１０を第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに回転させる駆動力を、第一のケーシング１０Ａを介して第一の管材Ｔ１０に与えるように構成されている。
【００２８】
それぞれのガイドローラ５３は、図２に示すように、自身の中心軸線Ｃ８が第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１と平行になるとともに、外周面が第一のケーシング１０Ａの外周面に当接するように配置されている。ガイドローラ５３は、第一のケーシング１０Ａの中心軸線Ｃ１から、外周側ローラ５１の中心軸線Ｃ７までの距離と、ガイドローラ５３の中心軸線Ｃ８までの距離との差が、外周側ローラ５１の半径とガイドローラ５３の半径との差に等しくなるように配置されている。
ガイドローラ５３は、機台７１の上面に固定された回転台７５によって中心軸線Ｃ８回りに回転可能に支持されている。外周側ローラ５１およびガイドローラ５３は、それぞれが金属や硬い樹脂などで略円柱状に形成されている。
【００２９】
第二のケーシング１０Ｂおよび第二の管材Ｔ２０は、第一のケーシング１０Ａおよび第一の管材Ｔ１０に代えて装置本体２に取り付けられる。
このとき、内周側ローラ３０は、外周面を第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１の内周面に当接させて第二の管材Ｔ２０の内周に配置される。内周側ローラ３０を油圧ジャッキ４０により第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１の内周面に押し付けることで端部Ｔ２１を塑性変形させるとともに、回転手段５０により第二の管材Ｔ２０を第二の管材Ｔ２０の軸線Ｃ４回りに回転させることができる。
【００３０】
次に、以上のように構成された管材芯出し装置１を用いた管材Ｔ１０、Ｔ２０の芯出し方法について説明する。
図６に示すように、本芯出し方法は、第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１に第一のケーシング１０Ａを取り付けた状態で端部Ｔ１１を真円形に矯正する第一の管材矯正工程Ｓ１０と、第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１に第二のケーシング１０Ｂを取り付けた状態で端部Ｔ２１を端部Ｔ１１と同一の真円形に矯正する第二の管材矯正工程Ｓ２０と、位置決め手段６０により第一のケーシング１０Ａおよび第二のケーシング１０Ｂを位置決めする位置決め工程Ｓ３０とを有している。
【００３１】
本芯出し方法で矯正され、芯出しされる管材Ｔ１０、Ｔ２０は、たとえば、図７（Ａ）に示すように、端部Ｔ１１、Ｔ２１に局部的な凹部や凸部などの変形部Ｔ３１が存在するものや、図７（Ｂ）に示すように、端部Ｔ１１、Ｔ２１の断面形状が楕円形などの非円形のもので、真円度が低いものである。
管材Ｔ１０、Ｔ２０を形成する材料は、鉄鋼、銅、真鍮やアルミニウムなど、特に限定されない。
【００３２】
まず、第一の管材矯正工程Ｓ１０において、図８に示すように、第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の外周面に第一のケーシング１０Ａを取り付ける。端部Ｔ１１を様々な外径に矯正するために、内径の異なる様々な仕様のケーシング１０Ａ、１０Ｂを備えておくことが好ましい。
【００３３】
続いて、油圧ジャッキ４０により内周側ローラ３０を上方に移動させた状態で、第一のケーシング１０Ａを取り付けた第一の管材Ｔ１０を移動させ、外周側ローラ５１および一対のガイドローラ５３の外周面を第一のケーシング１０Ａの外周面にそれぞれ当接させるとともに、第一の管材Ｔ１０の管路内に内周側ローラ３０を配置する。そして、油圧ジャッキ４０により内周側ローラ３０を下方に移動させて内周側ローラ３０を第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の内周面に押し付けることで、第一の管材Ｔ１０の外周面と第一のケーシング１０Ａの内周面に圧接力を作用させ、それにより第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａを矯正型面として第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１を塑性変形させる。それと同時に、ローラ駆動モータ５２を動作させて内周側ローラ３０に対して第一の管材Ｔ１０および第一のケーシング１０Ａを第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに回転させる。このとき、内周側ローラ３０の中心軸線Ｃ６は、第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３と平行になっている。
【００３４】
このように、端部Ｔ１１の内周面全周にわたり内周側ローラ３０で矯正することで、変形部Ｔ３１の変形度合が小さくなったり楕円形が修正されたりして、第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の外周面を第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａの形状である真円形に変形させる。
なお、第一の管材Ｔ１０を軸線Ｃ３回りに１回転させても、矯正が不充分な場合には、第一の管材Ｔ１０を軸線Ｃ３回りに繰り返して回転させることで、端部Ｔ１１の外周面を第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａの形状に変形させる。この場合の第一の管材Ｔ１０に発生する塑性変形は、圧延と同様のメカニズムにより、内周側ローラ３０および第一のケーシング１０Ａと第一の管材Ｔ１０との線接触領域での第一の管材Ｔ１０の板厚方向の圧縮変形が、体積一定則により第一の管材Ｔ１０の周方向への伸び変形に転換される。周方向への伸び変形は、その変形方向上にある、第一のケーシング１０Ａの内周面により形状の拘束を受け、第一のケーシング１０Ａの内周面の形状に倣って、第一の管材Ｔ１０の形状変形が進行する。その結果、有効な矯正が行われる。
【００３５】
次に、第二の管材矯正工程Ｓ２０において、油圧ジャッキ４０により内周側ローラ３０を上方に移動させ、装置本体２から第一のケーシング１０Ａが装着された第一の管材Ｔ１０を取り外す。
第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１の外周面に第二のケーシング１０Ｂを取り付ける。
そして、第一の管材矯正工程Ｓ１０と同様の手順により端部Ｔ２１を矯正して、端部Ｔ２１の外周面を第二のケーシング１０Ｂの内周面１９Ｂの形状である真円形に変形させる。
第二の管材Ｔ２０の矯正の場合も、第一の管材Ｔ１０の矯正と同様のメカニズムにより形状変形が進行し、有効な矯正が行われる。
【００３６】
続いて、位置決め工程Ｓ３０において、図９に示すように、連結棒２６の端部を第一のケーシング１０Ａの第一の凹部１７Ａ、および第二のケーシング１０Ｂの第二の凹部１７Ｂにそれぞれ挿入し、連結棒２６に対して第一のケーシング１０Ａと第二のケーシング１０Ｂをそれぞれ位置決めする。このとき、端部Ｔ１１、Ｔ２１が、全周にわたり突合せた状態に位置決めされ、管材Ｔ１０、Ｔ２０が芯出しされる。
ここで言う「突合せた状態」とは、端部Ｔ１１、Ｔ２１間に目違いが生じないことを意味するもので、端部Ｔ１１、Ｔ２１間に周方向の位置により異なるルートギャップが生じる場合がある。この場合は、端部Ｔ１１、Ｔ２１に公知の処理を行うことで、周方向のルートギャップを容易に調節することができる。
【００３７】
なお、芯出しした管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１を自動溶接機などの接合手段で接合した場合には、管材Ｔ１０の端部Ｔ１１から第一のケーシング１０Ａを取り外す。
このとき、第一のケーシング１０Ａから位置決めピン２１Ａや調整ピン２２Ａを取り外し、第一のケーシング１０Ａを３つの分割ピース１１Ａに分割する。また、必要に応じて、前述のスライド機構２４Ａを用いて第一のケーシング１０Ａの内径を調節する。これにより、端部Ｔ１１から第一のケーシング１０Ａを容易に取り外すことができる。
第二のケーシング１０Ｂも同様にして端部Ｔ２１から容易に取り外すことができる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態の管材芯出し装置１によれば、第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の外周面を第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａで支持しながら、油圧ジャッキ４０により内周側ローラ３０を第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａに近づけて端部Ｔ１１の内周面に押し付けつつ、内周側ローラ３０に対して第一の管材Ｔ１０および第一のケーシング１０Ａを第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに回転させる。これにより、第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａを矯正型面として第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１を塑性変形させ、第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の外周面を第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａの形状に変形させる。同様に、第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１の外周面を第二のケーシング１０Ｂの内周面１９Ｂで支持しながら、油圧ジャッキ４０により内周側ローラ３０を端部Ｔ２１の内周面に押し付けつつ、内周側ローラ３０に対して第二の管材Ｔ２０および第二のケーシング１０Ｂを第二の管材Ｔ２０の軸線Ｃ４回りに回転させる。これにより、第二のケーシング１０Ｂの内周面１９Ｂを矯正型面として第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１を塑性変形させ、第二の管材Ｔ２０の端部Ｔ２１の外周面を第二のケーシング１０Ｂの内周面１９Ｂの形状に変形させる。
【００３９】
いずれの管材Ｔ１０、Ｔ２０に生じる塑性変形も、ある一時点においては管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１における周方向Ｄの一部に局部的に生じるものが、周方向Ｄに連続的に連なることで形成されるものである。例えば、第一の管材Ｔ１０については、圧延と同様のメカニズムにより、内周側ローラ３０および第一のケーシング１０Ａと第一の管材Ｔ１０との線接触領域での第一の管材Ｔ１０の板厚方向の圧縮変形が、体積一定則により第一の管材Ｔ１０の周方向への伸び変形に転換される。周方向への伸び変形は、その変形方向上にある、第一のケーシング１０Ａの内周面により形状の拘束を受け、第一のケーシング１０Ａの内周面の形状に倣って、第一の管材Ｔ１０の形状変形が進行する。
第一の管材Ｔ１０の局部的な塑性変形は、その一時点においては第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１における周方向Ｄの一部のみを変形させることで形成されるため、端部Ｔ１１を前述の特許文献１に比べて比較的小さい力で容易に塑性変形させることができる。
第二の管材Ｔ２０についても、同様である。
そして、軸線Ｃ１、Ｃ２に直交する断面形状が第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａと第二のケーシング１０Ｂの内周面１９Ｂとでは同一形状であるため、２本の管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１における周方向Ｄの長さが互いに異なるなど両管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１が互いに異なる形状であっても、管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１は互いに同一形状に矯正される。したがって、位置決め手段６０により第一のケーシング１０Ａと第二のケーシング１０Ｂとを位置決めすることで、端部Ｔ１１、Ｔ２１間に目違いが生じるのを抑え、矯正した両管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１を全周にわたり突合せた状態に容易に位置決めすることができる。
【００４０】
第一のケーシング１０Ａは、周方向Ｄに３つに分割および結合可能とされているため、第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１に第一のケーシング１０Ａを容易に着脱することができる。
隣接する分割ピース１１Ａの重なり片１３Ａにスライド機構２４Ａが設けられている。このため、スライド機構２４Ａにより周方向Ｄに隣り合う分割ピース１１Ａ間の距離を調節することで、周方向Ｄに隣り合う分割ピース１１Ａを接続しつつ第一のケーシング１０Ａの内径が大きくなる。したがって、第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１に第一のケーシング１０Ａをさらに容易に着脱することができる。
【００４１】
位置決め手段６０は、第一のケーシング１０Ａの第一の凹部１７Ａ、連結棒２６、および、第二のケーシング１０Ｂの第二の凹部１７Ｂで構成されている。このため、凹部１７Ａ、１７Ｂ、および連結棒２６という簡単な構成で、両ケーシング１０Ａ、１０Ｂを周方向Ｄや径方向に位置決めすることができる。
連結棒２６は両ケーシング１０Ａ、１０Ｂに着脱可能となっているため、装置本体２にケーシング１０Ａ、１０Ｂを取り付けたときに、連結棒２６が管材Ｔ１０、Ｔ２０を矯正するのに支障となるのを防止することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、第一のケーシング１０Ａの第一の凹部１７Ａおよび第二のケーシング１０Ｂの第二の凹部１７Ｂに連結棒２６が着脱可能であるとした。しかし、例えば、第二のケーシング１０Ｂに連結棒２６が固定されていて、この連結棒２６に第一のケーシング１０Ａの第一の凹部１７Ａが係合するように構成してもよい。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１０から図１２を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１０に示すように、本実施形態の管材芯出し装置３は、第１実施形態の管材芯出し装置１の位置決め手段６０に代えて位置決め手段８０を備えている。
【００４４】
位置決め手段８０は、第一のケーシング１０Ａの外周面２０Ａに形成された第一の溝部（第一の係合部）８１Ａと、第二のケーシング１０Ｂの外周面２０Ｂに形成された第二の溝部（第二の係合部）８１Ｂと、溝部８１Ａ、８１Ｂに係合する第一の位置決め部９１Ａおよび第二の位置決め部９１Ｂとを有している。
【００４５】
この例では、図１１に示すように、第一の溝部８１Ａは外周面２０Ａの全周にわたり形成されている。同様に、第二の溝部８１Ｂは外周面２０Ｂの全周にわたり形成されている（図１０参照。）。
【００４６】
第一の位置決め部９１Ａおよび第二の位置決め部９１Ｂは、略筒状の部材を、その中心軸線を含む基準平面Ｐで分割した形状に形成されている。第一の位置決め部９１Ａおよび第二の位置決め部９１Ｂの主要な構成は同一であるため、同一の構成については、第一の位置決め部９１Ａの構成は数字に英字「Ａ」を付加し、第二の位置決め部９１Ｂの構成は同一の数字に英字「Ｂ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。
【００４７】
第一の位置決め部９１Ａは、図１０および図１２に示すように、軸線Ｃ１に平行に見てＣ字状に形成された一対の押さえ部材９２Ａと、軸線Ｃ１に沿って延び両押さえ部材９２Ａを接続する棒状の接続部材９４Ａとを有している。押さえ部材９２Ａの内面は、溝部８１Ａ、８１Ｂに係合するように形成されている。一対の押さえ部材９２Ａは、軸線Ｃ１方向に互いに離間して配置され、押さえ部材９２Ａの周方向に３つの接続部材９４Ａが軸線Ｃ１周りに等角度ごとに配置されている。
押さえ部材９２Ａの両端部には、径方向外方に延びる鍔部材９６Ａが設けられている。それぞれの鍔部材９６Ａにおける第二の位置決め部９１Ｂに対向する対向面９７Ａには、対向面９７Ａに直交する方向に延びる貫通孔９８Ａと、貫通孔９８Ａを挟むように配置された一対の位置決め穴９９Ａがそれぞれ形成されている。第一の位置決め部９１Ａを構成する一対の押さえ部材９２Ａ、３つの接続部材９４Ａおよび鍔部材９６Ａは、一体に形成されている。
押さえ部材９２Ｂの鍔部材９６Ｂにおける対向面９７Ｂには、位置決め穴９９Ａに係合する位置決めピン１００Ｂがそれぞれ形成されている。
【００４８】
このように構成された第一の位置決め部９１Ａおよび第二の位置決め部９１Ｂは、以下のように使用される。すなわち、第一のケーシング１０Ａの第一の溝部８１Ａおよび第二のケーシング１０Ｂの第二の溝部８１Ｂに押さえ部材９２Ａをそれぞれ係合させる。同様に、第一の溝部８１Ａおよび第二の溝部８１Ｂに第二のケーシング１０Ｂの押さえ部材９２Ｂをそれぞれ係合させる。これにより、位置決め部９１Ａ、９１Ｂに対してケーシング１０Ａ、１０Ｂが軸線Ｃ１方向に移動するのが規制される。
位置決め穴９９Ａに位置決めピン１００Ｂを係合させることで第一の位置決め部９１Ａおよび第二の位置決め部９１Ｂを互いに位置決めする。このとき、連通する貫通孔９８Ｂ、９８Ａにボルト１０６を挿通し、貫通孔９８Ａから突出したボルト１０６にナット１０７を螺合させることで、位置決めされた位置決め部９１Ａ、９１Ｂを結合する。
以上の手順により、位置決め部９１Ａ、９１Ｂに係合したケーシング１０Ａ、１０Ｂが位置決めされる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の管材芯出し装置３によれば、管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１における周長が互いに異なる場合であっても、両管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１同士を全周にわたり突合せた状態に容易に位置決めすることができる。
さらに、位置決め部９１Ａ、９１Ｂはそれぞれ一体に形成されるため、軸線Ｃ１方向の強度を高めることができる。
【００５０】
本実施形態では、第一の係合部は、外周面２０Ａの全周にわたり形成され、外周面２０Ａから凹んだ第一の溝部８１Ａであるとした。しかし、第一の係合部は、外周面２０Ａの周方向の一部においてのみ凹むように形成されてもよいし、外周面２０Ａから外方に突出するように形成されもよい。第二の係合部も同様である。
【００５１】
なお、前記本実施形態では、以下に説明する変形例および実施形態のように管材芯出し装置の構成を様々に変更することができる。ただし、以下に示す例では、位置決め手段は示していないが、前述の位置決め手段６０または位置決め手段８０を適宜選択して用いることができる。
【００５２】
たとえば、図１３に示す管材芯出し装置４のように、内周側ローラ３０を、第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１を対称の軸として複数（本変形例では２つ）備えるように構成してもよい。本変形例では、それぞれの内周側ローラ３０に対して、内周側ローラ３０を第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の内周面に押し付ける油圧ジャッキ４０が備えられている。
管材芯出し装置４をこのように構成することで、より短時間で、端部Ｔ１１を真円形に矯正することができる。
【００５３】
また、図１４に示す管材芯出し装置５のように、前記実施形態の管材芯出し装置１における回転手段５０に代えて、回転手段１３１を備えてもよい。この回転手段１３１は、内周側ローラ３０を中心軸線Ｃ６回りに回転させるローラ駆動モータ１３２を備えている。本変形例の回転手段１３１は、第一の管材Ｔ１０を軸線Ｃ３回りに回転させる駆動力を内周側ローラ３０を介して第一の管材Ｔ１０に与えるように構成されている。管材芯出し装置５をこのように構成することでも、内周側ローラ３０に対して第一の管材Ｔ１０を第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに回転させることができる。内周側ローラ３０により第一の管材Ｔ１０に直接駆動力を作用することで、第一の管材Ｔ１０と第一のケーシング１０Ａとの間に隙間がある場合であっても、第一の管材Ｔ１０を軸線Ｃ３回りにより確実に回転させることができる。
【００５４】
なお、前記実施形態の管材芯出し装置１にさらにローラ駆動モータ１３２を備えることで、第一の管材Ｔ１０を内周側ローラ３０および外周側ローラ５１の両方により回転させてもよい。
【００５５】
図１５に示す管材芯出し装置６のように、管材芯出し装置１において、内周側ローラ３０に対する下方における周方向Ｄの一方側に外周側ローラ５１を配置するとともに、周方向Ｄの他方側に１つのガイドローラ５３を配置してもよい。管材芯出し装置６をこのように構成することで、１つの外周側ローラ５１と１つのガイドローラ５３とにより、第一のケーシング１０Ａを下方から安定的に支持することができる。
【００５６】
なお、前記第１、第２実施形態およびその変形例では、ガイドローラ５３は必須の構成要素ではない。内周側ローラ３０および外周側ローラ５１だけで、第一のケーシング１０Ａが取り付けられた第一の管材Ｔ１０を安定的に支持できる場合もあるからである。
【００５７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図１６から図１８を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００５８】
図１６および図１７に示すように、本実施形態の管材芯出し装置７は、第一の管材Ｔ１０を固定した状態で、第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに内周側ローラ３０が回転するように構成されている。本管材芯出し装置７は、前記第１実施形態の管材芯出し装置１において機台７１が備えられておらず、回転手段５０に代えて回転手段１４１を備えている。
【００５９】
回転手段１４１は、中心軸線Ｃ７が第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１と平行になるとともに、外周面が第一のケーシング１０Ａの外周面に当接するように配置された一対の外周側ローラ５１と、一対の外周側ローラ５１を中心軸線Ｃ７回りに同一方向にそれぞれ回転させるローラ駆動モータ５２とを有する。図１７に示すように、一対の外周側ローラ５１は、内周側ローラ３０に対して、第一のケーシング１０Ａのうち内周側ローラ３０に隣接する部分の径方向外側から互いに周方向Ｄの反対側に位置をずらしてそれぞれ配置されている。
【００６０】
本実施形態では、ローラ駆動モータ５２は回転台７４に取り付けられ、回転台７４はさらに支持台７２に固定されている。そして、支持台７２に一体となった内周側ローラ３０、油圧ジャッキ４０、一対の外周側ローラ５１およびローラ駆動モータ５２が、ローラ駆動モータ５２を駆動することで、第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに回転する。
【００６１】
このように構成された本実施形態の管材芯出し装置７によれば、両管材Ｔ１０、Ｔ２０の端部Ｔ１１、Ｔ２１同士を全周にわたり突合せた状態に容易に位置決めすることができる。
さらに、一対の外周側ローラ５１を備えることで、外周側ローラ５１の間に第一のケーシング１０Ａを挟むように確実に支持するとともに、第一の管材Ｔ１０に対する内周側ローラ３０の回転力を高めることができる。
【００６２】
第一の管材Ｔ１０の外径が大きい場合など、第一の管材Ｔ１０を軸線Ｃ３回りに回転させることができない場合であっても、内周側ローラ３０を軸線Ｃ３回りに回転させることで第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の矯正を容易に行うことができる。
【００６３】
なお、本実施形態では、図１８に示す管材芯出し装置８のように、管材芯出し装置７の回転手段１４１に代えて、前述の回転手段１３１、すなわちローラ駆動モータ１３２を備えてもよい。管材芯出し装置８をこのように構成することで、ローラ駆動モータ１３２を駆動して内周側ローラ３０を中心軸線Ｃ６回りに回転させることで、第一の管材Ｔ１０に対して内周側ローラ３０を軸線Ｃ３回りに回転させることができる。
【００６４】
本実施形態の管材芯出し装置７にさらにローラ駆動モータ１３２を備えることで、内周側ローラ３０および外周側ローラ５１の両方により第一の管材Ｔ１０に対して回転するように構成してもよい。
【００６５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図１９および図２０を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
前記第１実施形態から第３実施形態では、内周側ローラ３０を油圧ジャッキ４０により管材Ｔ１０、Ｔ２０の内周面に押し付けることで、管材Ｔ１０、Ｔ２０の外周面とケーシング１０Ａ、１０Ｂの内周面との間に圧接力を作用させる場合を述べた。
これに対して、図１９に示すように、本第４実施形態の管材芯出し装置１０１では、油圧ジャッキ１５３により外周側ローラ１５６に上向きの押圧力を作用させることで、ケーシング１０Ａ、１０Ｂを内周側ローラ１５２に向かって管材Ｔ１０、Ｔ２０の外周面に押し付けるようにしている。従って、外周側ローラ１５６は上下移動可能とされ、内周側ローラ１５２は位置固定とされている。
【００６６】
本実施形態の管材芯出し装置１０１は、図１９に原理構成を示すように、前述のケーシング１０Ａ、１０Ｂと、管材Ｔ１０、Ｔ２０の内周面に外周面を当接させて管材Ｔ１０、Ｔ２０の内周に配置される内周側ローラ１５２と、ケーシング１０Ａ、１０Ｂの外周面に当接してケーシング１０Ａ、１０Ｂに対して回転力を与えると共に上向きの押圧力を作用させる外周側ローラ１５６と、外周側ローラ１５６を回転駆動するローラ駆動モータ１５４と（図２０参照。）、ケーシング１０Ａ、１０Ｂの外周面に当接してケーシング１０Ａ、１０Ｂを支持するとともにケーシング１０Ａ、１０Ｂの回転を案内する一対のガイドローラ１５８と、外周側ローラ１５６に上向きの押圧力を与える油圧ジャッキ（押圧手段）１５３と、を備えている。
以下では、ケーシング１０Ａ、１０Ｂについては第一のケーシング１０Ａで代表して、管材Ｔ１０、Ｔ２０については第一の管材Ｔ１０で代表して説明する。
外周側ローラ１５６とローラ駆動モータ１５４とガイドローラ１５８は、第一の管材Ｔ１０と内周側ローラ１５２とを第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに相対的に回転させる回転手段１５５を構成している。
【００６７】
ここで、図１９および図２０に示すように、第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３、第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１、内周側ローラ１５２の軸線Ｃ６、外周側ローラ１５６の軸線Ｃ７は、全て互いに平行で水平方向を向くように設定され、内周側ローラ１５２は第一の管材Ｔ１０の下端部の内周に配置され、外周側ローラ１５６は内周側ローラ１５２の鉛直下方に配置されている。
【００６８】
図２０に示すように、管材芯出し装置１０１は機台１６１を備えている。機台１６１は、移動用の走行車輪１９１を備えており、水平面Ｇ上に配置されている。機台１６１の上面には支持台１６２が立設され、支持台１６２には、内周側ローラ１５２を支持する支持軸１８０の基部が軸線を水平に向けて固定されており、支持軸１８０の先端の細径部１８１の外周にベアリング１８２を介して、略円筒状に形成された内周側ローラ１５２が自身の中心軸線Ｃ６回りに回転自在に取り付けられている。なお、内周側ローラ１５２の外径は、管材Ｔ１０、Ｔ２０の内径より小さくなるように設定されている。
【００６９】
また、機台１６１には、固定フレーム１６３が設けられており、この固定フレーム１６３には、外周側ローラ１５６を支持する上下動フレーム１６４が上下方向Ｚにスライド自在に支持されている。この上下動フレーム１６４は、上下動フレーム１６４の下方に配置した油圧ジャッキ１５３により上下させられるもので、この上下動フレーム１６４に、外周側ローラ１５６をベアリング１６６を介して回転自在に支持する支持軸１６５が固定されている。
【００７０】
外周側ローラ１５６には、外周側ローラ１５６と一体に回転できるようにギヤ１６７が取り付けられており、このギヤ１６７が、上下動フレーム１６４に軸受１７１を介して回転自在に支持された被駆動軸１７０と一体回転するギヤ１６２に噛み合っている。被駆動軸１７０は、回転継手１５９を介して、機台１６１に固定されたローラ駆動モータ１５４の駆動軸に連結されており、このローラ駆動モータ１５４の回転が、上下動フレーム１６４の上下動に拘わらず、回転継手１５９を介して被駆動軸１７０に伝達され、被駆動軸１７０に伝達された回転が、ギヤ１７２およびギヤ１６７を介して外周側ローラ１５６に伝達されるようになっている。また、油圧ジャッキ１５３により上下動フレーム１６４に伝えられた上下方向Ｚの押圧力は、支持軸１６５およびベアリング１６６を介して外周側ローラ１５６に伝達されるようになっている。
【００７１】
油圧ジャッキ１５３は、外周側ローラ１５６を介して第一のケーシング１０Ａを第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の外周面に押し付けることで、第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａと管材Ｔ１０の外周面との間に圧接力を作用させ、それにより、第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａを矯正型面として第一の管材Ｔ１０の端部Ｔ１１を塑性変形させることができるように出力が設定されている。
【００７２】
このように、本実施形態では、回転手段１５５は、第一の管材Ｔ１０を第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに回転させる駆動力を、第一のケーシング１０Ａを介して第一の管材Ｔ１０に与えるように構成されている。それぞれのガイドローラ１５８は、自身の中心軸線が第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１と平行になるとともに、外周面が第一のケーシング１０Ａの外周面に当接するように配置されている。
【００７３】
このように構成された管材芯出し装置１０１を用いた管材Ｔ１０、Ｔ２０の芯出し方法について説明する。基本的な方法は、前述の管材芯出し装置１を用いた場合と同一であるため、管材Ｔ１０を矯正する点についてのみ説明する。
管材Ｔ１０を矯正する場合は、まず、管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の外周に第一のケーシング１０Ａを配置すると共に、管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の内周に内周側ローラ１５２を配置する。
【００７４】
続いて、外周側ローラ１５６および一対のガイドローラ１５８の外周面を第一のケーシング１０Ａの外周面にそれぞれ当接させる。そして、油圧ジャッキ１５３により外周側ローラ１５６を上方に移動させて、外周側ローラ１５６により第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａを管材Ｔ１０の端部Ｔ１１の外周面に押し付け、管材Ｔ１０の外周面と第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａに圧接力を作用させることにより、第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａを矯正型面として管材Ｔ１０の端部Ｔ１１を塑性変形させる。それと同時に、ローラ駆動モータ１５４を動作させて外周側ローラ１５６を回転させることにより、第一のケーシング１０Ａを介して内周側ローラ１５２に対し管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに回転させる。
【００７５】
このように構成された管材芯出し装置１０１によっても、前述の管材芯出し装置１と同様の効果を奏することができる。
【００７６】
以上、本発明の第１実施形態および第４実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
たとえば、前記第１実施形態から第４実施形態では、第一のケーシング１０Ａを３つの分割ピース１１Ａに分割し、これら３つの分割ピース１１Ａが互いに同形状となるように分割ピース１１Ａの中心角を１２０°とした。しかし、第一のケーシング１０Ａから分割される分割ピースは、それぞれの中心角が１８０°以下であれば、分割される数に特に制限はない。
第一のケーシング１０Ａは周方向に３つに分割および結合可能であるとしたが、芯出しした管材Ｔ１０、Ｔ２０を接合しない場合などには、第一のケーシングを分割できない構成としてもよい。
また、位置決め手段６０において、第一のケーシング１０Ａに取り付けられる連結棒２６の数も特に制限はないが、両ケーシング１０Ａ、１０Ｂの接続を安定させるために、連結棒の数は３本以上であることが好ましい。
【００７７】
前記第１実施形態では、第一の管材矯正工程Ｓ１０において、内周側ローラ３０に対して第一の管材Ｔ１０を第一の管材Ｔ１０の軸線Ｃ３回りに回転させた。しかし、第一の管材Ｔ１０を回転させる軸線はこの限りでなく、第一の管材Ｔ１０を第一のケーシング１０Ａの軸線Ｃ１回りに回転させてもよい。第二の管材矯正工程Ｓ２０における第二の管材Ｔ２０についても同様である。
【００７８】
前記第１実施形態から第４実施形態では、第一のケーシング１０Ａの内周面１９Ａの軸線Ｃ１に直交する断面形状、および第二のケーシング１０Ｂの内周面１９Ｂの軸線Ｃ２に直交する断面形状がそれぞれ真円形に形成されているとした。しかしこれらの断面形状は、互いに等しければ楕円形や、多角形などの形状に形成されていてもよい。
この場合、第一のケーシング１０Ａおよび第二のケーシング１０Ｂに、ケーシング１０Ａ、１０Ｂを周方向に位置決めするための指標をそれぞれ設けてもよい。このように構成することで、ケーシング１０Ａ、１０Ｂを周方向に容易に位置決めすることができる。
また、第一のケーシング１０Ａ、第二のケーシング２０Ａの軸線方向の長さ、および外形は、互いに異なっていてもよい
【００７９】
また、前記第１実施形態から第４実施形態では、押圧手段として油圧ジャッキを用いたが、押圧手段はこれに限ることなく、モータを有する電動ジャッキなどを適宜使用することができる。
また、前記第１実施形態から第４実施形態では、管材芯出し装置に備えられる内内周側ローラの数に制限はなく、３つ以上備えられてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１、３、４、５、６、７、１０１  管材芯出し装置
１０Ａ  第一のケーシング
１０Ｂ  第二のケーシング
１１Ａ  分割ピース
１３Ａ  重なり片
１７Ａ  第一の凹部（凹部）
２１Ａ  位置決めピン
２４Ａ  スライド機構
２６  連結棒（軸状部材）
３０、１５２  内周側ローラ
４０、１５３  油圧ジャッキ（押圧手段）
５０、１３１、１４１、１５５  回転手段
６０、８０位置決め手段
８１Ａ  第一の溝部（第一の係合部）
８１Ｂ  第二の溝部（第二の係合部）
９１Ａ  第一の位置決め部
９１Ｂ  第二の位置決め部
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４  軸線
Ｄ    周方向
Ｔ１０  第一の管材（管材）
Ｔ１１、Ｔ２１  端部
Ｔ２０  第二の管材（管材）
【図１】
2013240823.tif 000003
【図２】
2013240823.tif 000004
【図３】
2013240823.tif 000005
【図４】
2013240823.tif 000006
【図５】
2013240823.tif 000007
【図６】
2013240823.tif 000008
【図７】
2013240823.tif 000009
【図８】
2013240823.tif 000010
【図９】
2013240823.tif 000011
【図１０】
2013240823.tif 000012
【図１１】
2013240823.tif 000013
【図１２】
2013240823.tif 000014
【図１３】
2013240823.tif 000015
【図１４】
2013240823.tif 000016
【図１５】
2013240823.tif 000017
【図１６】
2013240823.tif 000018
【図１７】
2013240823.tif 000019
【図１８】
2013240823.tif 000020
【図１９】
2013240823.tif 000021
【図２０】
2013240823.tif 000022